JPS63266835A - Vapor-phase reactor - Google Patents

Vapor-phase reactor

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Publication number
JPS63266835A
JPS63266835A JP10145987A JP10145987A JPS63266835A JP S63266835 A JPS63266835 A JP S63266835A JP 10145987 A JP10145987 A JP 10145987A JP 10145987 A JP10145987 A JP 10145987A JP S63266835 A JPS63266835 A JP S63266835A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wafer
chamber
gas phase
cleaning
light source
Prior art date
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Pending
Application number
JP10145987A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Aikawa
相川 博
Katsushi Oshika
大鹿 克志
Keiichi Nagasaki
恵一 長崎
Masayuki Hachitani
昌幸 蜂谷
Masaki Shimono
下野 正貴
Keiichi Suzuki
慶一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10145987A priority Critical patent/JPS63266835A/en
Publication of JPS63266835A publication Critical patent/JPS63266835A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide cleaning effect equivalent to or more than a wet cleaning and to improve the throughput of a whole steps of manufacturing a semiconductor by arranging an ultraviolet ray irradiator and an oxygen gas and ammonia gas supplying unit to a load locking chamber. CONSTITUTION:A plasma CVD or plasma etching apparatus has a reaction chamber 10 and a load locking chamber 20. O2 gas and ammonia gas supplying means 30 is arranged at a suitable position in the chamber 20. O2 and ammonia gas supply amounts are regulated by a valve 32. The means 30 is connected to an ammonia gas supply source and an O2 gas supply source. In order to convey a GaAs wafer 3 into the chamber 10, an ultraviolet ray irradiator 40 is disposed on the ceiling of the load locking chamber at the position where wafer carrier means 22 waits in a state for holding the wafer 3. The irradiator 40 is a light source for irradiating an ultraviolet ray having 253.7nm or shorter of wavelength. The light source may, for example, use a carbon arc lamp, a xenon lamp, a mercury lamp or an excimer laser, etc. The ultraviolet light source most preferably uses a low-pressure mercury lamp.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は気相反応装置に関する。更に詳細には、本発明
は反応室への搬入待機中にGaAs系ウェハの表面をク
リーニングする機構を打する気相反応装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a gas phase reactor. More specifically, the present invention relates to a gas phase reaction apparatus that operates a mechanism for cleaning the surface of a GaAs-based wafer while it is waiting to be carried into a reaction chamber.

[従来の技術] 1へ導体素子の性能と信頼性を向4−させるためには洗
浄処理が大きな鍵を握っている。゛i導体の表面は非常
に敏感なので、素子表面の?η染を最小にすることによ
って素子の特性の安定性・il+現性が著しく改善され
る。このため、ウェハ製造工程中に゛b導体表面に付着
する汚染物が完成製品中に残らないように、拡散、酸化
、CVD、蒸着等の気相反応工程前に汚染物を注意深く
除去しなければならない。
[Prior Art] In order to improve the performance and reliability of conductor elements, cleaning treatment holds a major key.゛Since the surface of the i-conductor is very sensitive, By minimizing the η staining, the stability and IL+ characteristics of the device are significantly improved. Therefore, in order to prevent contaminants that adhere to the conductor surface during the wafer manufacturing process from remaining in the finished product, contaminants must be carefully removed before gas phase reaction processes such as diffusion, oxidation, CVD, and evaporation. No.

表面の汚染物は一般的に、分子状、イオン吠。Surface contaminants are generally molecular and ionic.

原子状に分類することができる。Can be classified into atoms.

分子状汚染物としては、ワックス、レジン、ホトレジス
ト、油、有機溶剤の残滓等が挙げられる。
Molecular contaminants include wax, resin, photoresist, oil, organic solvent residue, and the like.

指紋による脂肪もこの部類に入る。分子状汚染物は基板
表面に弱い静電気で付着している。有機物による汚染は
、特に表面に敏感なMO8構造において、プロトンの移
動による分極とイオン性のドリフトを起こす。
Fingerprint fat also falls into this category. Molecular contaminants are attached to the substrate surface by weak static electricity. Contamination with organic matter causes polarization and ionic drift due to proton movement, especially in the surface-sensitive MO8 structure.

イオン状汚染物は物理的あるいは化学的に吸着している
が、物理的に吸着しているイオンより、化学吸着してい
るイオンのほうが除去が困難である。これを除去するに
は化学反応を利用しなければならない。イオン状汚染物
のなかではNa十等のアルカリイオンが特に有害であり
、BT処理により閾値電圧のドリフト、反転層の形成1
表面の漏れ電流の発生を引き起こす。
Ionic contaminants are physically or chemically adsorbed, but chemically adsorbed ions are more difficult to remove than physically adsorbed ions. Chemical reactions must be used to remove this. Among ionic contaminants, alkali ions such as Na1 are particularly harmful, and BT treatment causes threshold voltage drift and formation of an inversion layer1.
Causes surface leakage current generation.

原子状汚染物はAu+ Ag+ Cuのような重合属を
挙げることができる。これらは結晶欠陥に偏析してpn
接合耐圧を低下させ、また少数のキャリアのライフタイ
ム、表面伝導、その他の素子パラメータに影響を及ぼす
。これらを除去するには、金属を溶解する液を用いてイ
オン化し、再び表面に沈着しないようにする。
Atomic contaminants can include polymeric groups such as Au+Ag+Cu. These segregate into crystal defects and pn
It lowers the junction breakdown voltage and also affects the lifetime of minority carriers, surface conduction, and other device parameters. To remove these metals, they are ionized using a liquid that dissolves the metals to prevent them from depositing on the surface again.

[発明が解決しようとする問題点] このような半導体素子またはウェハは従来、洗浄液を使
用することからなるウェット洗浄と呼ばれる化学的方法
により洗浄されてきた。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, such semiconductor devices or wafers have been cleaned by a chemical method called wet cleaning, which involves using a cleaning liquid.

洗浄液は水だけでもよいが、洗浄効果を高めるために、
半導体素子またはウェハに悪影響を及ぼさない種類の薬
剤類(例えば、アルカリ、酸、界面活性剤、有機溶剤等
)を使用できる。
Water alone may be used as the cleaning solution, but to enhance the cleaning effect,
Chemicals (eg, alkalis, acids, surfactants, organic solvents, etc.) that do not adversely affect semiconductor devices or wafers can be used.

水洗方法として(1)水槽内に浸漬する;(2)水槽内
で超音波振動を与える; (3) 50〜l00kg/
cm2の高圧で水を吹き付ける;(4)ナイロンやモヘ
アの布でこすりながら水を流す;などがある。
As a washing method, (1) immerse in a water tank; (2) apply ultrasonic vibration in the water tank; (3) 50 to 100 kg/
Spraying water at a high pressure of cm2; (4) letting water flow while rubbing with a nylon or mohair cloth; etc.

前記(3)の洗浄方法の場合、ノズルとウェハの距離が
離れていると、吹き付けられる高圧水と空気の摩擦で静
電気が発生し、MOSデバイスを破壊することがある。
In the case of the cleaning method (3) above, if the distance between the nozzle and the wafer is large, static electricity may be generated due to friction between the high-pressure water and the air, which may destroy the MOS device.

このような水洗装置は必ず後処理用の乾燥装置も備えて
いなければならない。乾燥方法としては、例えば、窒素
ガスを吹き付けながらウェハを数千rpI11で高速回
転して乾燥させる方法が使用されている。しかし、この
場合、吹き飛んだ水が装置の壁に当たって跳ねかえり、
ウェハに再付着しウェハ表面を汚染する恐れがある。
Such a water washing device must also be equipped with a drying device for post-processing. As a drying method, for example, a method is used in which the wafer is dried at high speed at several thousand rpm while blowing nitrogen gas. However, in this case, the blown water hits the wall of the device and bounces back.
There is a risk that it will re-adhere to the wafer and contaminate the wafer surface.

ドライ洗浄法として、(1)加熱して火炎処理による洗
t% : (2)スパッタ洗t41 ; (3)イオン
ミリングによる洗浄;C4)プラズマ洗浄がある。
Dry cleaning methods include (1) cleaning by heating and flame treatment t%; (2) sputter cleaning t41; (3) cleaning by ion milling; C4) plasma cleaning.

火炎処理の場合、熱応力によりデバイスが変形または破
壊される恐れがあるので金属基板等にしか適用できない
。スパッタ、イオンミリングおよびプラズマ洗浄は高周
波電源が必要である。
In the case of flame treatment, there is a risk that the device may be deformed or destroyed due to thermal stress, so it can only be applied to metal substrates and the like. Sputtering, ion milling and plasma cleaning require high frequency power.

従って、従来の技術では、ウェハの表面を清浄にするた
めに、本来の気相反応工程および気相反応装置とは別に
、洗浄・乾燥工程およびそのための装置類を特別に設け
なければならない。
Therefore, in the conventional technology, in order to clean the surface of the wafer, a cleaning/drying process and equipment for the same must be specially provided in addition to the original gas phase reaction process and gas phase reaction apparatus.

5一 本来の気相反応工程の前にこのような洗浄・乾燥工程を
置くと半導体製造工程全体のスループットが低下される
。しかも、特別な洗浄・乾燥装置類を設けるために多額
の費用とスペースが必要になるので製品のコストアップ
をもたらす。
5. If such a cleaning/drying step is placed before the original gas phase reaction step, the throughput of the entire semiconductor manufacturing process will be reduced. Moreover, a large amount of money and space is required to provide special washing and drying equipment, which increases the cost of the product.

更に、洗浄および乾燥後、気相反応処理に入るまで待機
している間にウェハは空気中の水分、酸素等により酸化
されたり、再汚染する可能性がある。
Further, after cleaning and drying, the wafer may be oxidized or recontaminated by moisture, oxygen, etc. in the air while waiting to enter the gas phase reaction process.

特に、最近になって超LSI製造用ウェハとして注目さ
れているGa−As(ガリウムーヒ素)系ウェハは洗浄
後、空気に触れただけで表面が酸化され、酸化物膜が出
来てしまう。この酸化物膜を残したまま反応室ヘロード
して本来の成膜処理を行うと、生成膜とウェハとの密着
性が低下したり、生成膜にクラックが発生したりする。
In particular, the surface of Ga-As (gallium-arsenide) wafers, which have recently been attracting attention as wafers for manufacturing VLSIs, is oxidized and an oxide film is formed even if they are exposed to air after cleaning. If the oxide film is loaded into the reaction chamber and the original film forming process is performed with this oxide film left, the adhesion between the produced film and the wafer may deteriorate or cracks may occur in the produced film.

クラックが存在するままの伏態でアニール処理などを行
うとAsが飛んでしまうことがある。また、酸化物膜を
残したまま800℃程度に加熱すると、生成膜がウェハ
から剥がれやすくなる。
If annealing treatment is performed in a state where cracks still exist, As may be blown away. Furthermore, if the oxide film is heated to about 800° C. with the oxide film remaining, the resulting film will easily peel off from the wafer.

[発明の目的] 従って、本発明の目的は従来のようなウェット洗浄法お
よびドライ洗浄法のような特別な工程および装置類を7
認とせず、しかも、ウェット洗浄と同等あるいはこれ以
上の洗浄効果を有し、かつ、半導体製造工程全体のスル
ープットを低下させないドライ洗浄装置を具備した気相
反応装置を提供することである。
[Object of the Invention] Therefore, the object of the present invention is to eliminate special processes and equipment such as the conventional wet cleaning method and dry cleaning method.
It is an object of the present invention to provide a gas phase reaction device equipped with a dry cleaning device that does not require cleaning, has a cleaning effect equal to or better than wet cleaning, and does not reduce the throughput of the entire semiconductor manufacturing process.

[問題点を解決するための手段] 前記の問題点を解決し、あわせて本発明の目的を達成す
るための手段として、この発明は、少なくとも気相反応
装置の反応室へGaAs系ウェハをロードするためのロ
ードロック室が反応室に接続されている気相反応装置に
おいて、前記ロードロック室に紫外線照射装置と酸素ガ
スおよびアンモニアガス供給装置とが配設されているこ
とを特徴とする気相反応装置を提供する。
[Means for Solving the Problems] As a means for solving the above-mentioned problems and also achieving the object of the present invention, the present invention provides a method for loading a GaAs-based wafer into at least a reaction chamber of a gas phase reactor. A gas-phase reaction apparatus in which a load-lock chamber is connected to a reaction chamber for performing a gas-phase reaction, characterized in that the load-lock chamber is provided with an ultraviolet irradiation device and an oxygen gas and ammonia gas supply device. A reactor is provided.

[作用] 本発明の気相反応装置は紫外線による有機化合物の化学
結合の切断効果とオゾンの強力な酸化効果とを組合わせ
ることにより、有機質汚れを揮発性の物質(例えば、C
02+ N2 +水等)に分解除去するドライ洗浄手段
を備えている。
[Function] The gas phase reaction device of the present invention combines the effect of ultraviolet rays on the chemical bonds of organic compounds with the strong oxidizing effect of ozone, thereby converting organic stains into volatile substances (such as carbon dioxide).
02 + N2 + water, etc.).

240nm以下の波長の紫外線は酸素を吸収し、次の反
応によりオゾン03を発生する。
Ultraviolet light with a wavelength of 240 nm or less absorbs oxygen and generates ozone 03 through the following reaction.

o   +  02  −一→  03また、240n
111より長い波長の紫外線は02に吸収されず、オゾ
ン03に吸収されて再びオゾンを生ずる。
o + 02 -1 → 03 Also, 240n
Ultraviolet rays with wavelengths longer than 111 are not absorbed by 02, but are absorbed by ozone 03 to generate ozone again.

0 + 02        03 波長3(35nmの紫外線のエネルギーは約78゜3k
cal/molであるが、波長253.7nmおよび1
84.9nmの紫外線のエネルギーは各々約113と1
55 kcal/r6olである。一方、C−Cおよび
C−Hの化学結合エネルギーは各々83.1と98゜8
 kcal/molである。すなわち、365nI11
の光ではC−CおよびC−H結合を解離させられないが
、253.7nm以下の光では解離させることができる
0 + 02 03 Wavelength 3 (The energy of 35 nm ultraviolet rays is approximately 78°3K)
cal/mol, but the wavelength is 253.7 nm and 1
The energies of 84.9 nm ultraviolet light are approximately 113 and 1, respectively.
It is 55 kcal/r6ol. On the other hand, the chemical bond energies of C-C and C-H are 83.1 and 98°8, respectively.
kcal/mol. That is, 365nI11
Although C-C and C-H bonds cannot be dissociated with light of 253.7 nm or less, they can be dissociated with light of 253.7 nm or less.

従って、本発明のドライ洗浄手段によれば、汚染分子が
波長253.7nrrl以下の紫外線でイオン。
Therefore, according to the dry cleaning means of the present invention, contaminant molecules are ionized by ultraviolet light having a wavelength of 253.7 nrrl or less.

フリーラジカル、励起分子または中性分子に解離され、
これらがオゾンと接触してC021N 2あるいはN2
0等の揮発性分子に分解されるものと思われる。
free radicals, dissociated into excited or neutral molecules,
When these come into contact with ozone, they produce C021N2 or N2
It is thought that it is decomposed into volatile molecules such as 0.

ウェハ表面」二の有機質汚れおよび空気酸化物膜などは
前記の処理により殆ど除去できるが、GaAs系ウェハ
の場合は紫外線とオゾンによりウェハ表面から約50人
〜100八程度の深さにまで酸化されることがある。こ
のUV103酸化膜は空気酸化膜と同様に、P−8rN
キヤツプをする場合に密着性を低下させ、かつ、クラッ
ク発生の原因となる可能性があるので、半導体素子の集
積度が高まるにつれて、好ましからざる存在となる。
Most of the organic contaminants and air oxide films on the wafer surface can be removed by the above-mentioned treatment, but in the case of GaAs wafers, ultraviolet rays and ozone can oxidize the wafer surface to a depth of about 50 to 100 cm. Sometimes. This UV103 oxide film is P-8rN similar to the air oxide film.
As the degree of integration of semiconductor devices increases, they become undesirable because they reduce adhesion when capping and may cause cracks.

本発明者らが長年にわたり広範な実験と研究を続けた結
果、UV103洗浄処理が終了した後、ロードロツタ室
内にアンモニアガスを導入し、紫外線を照射すると、ド
記の反応式で示されるように、水素イオンが発生し、G
aAsウェハ表面の酸化物膜を還元除去することが発見
された。
As a result of extensive experiments and research carried out by the present inventors over many years, we found that after the UV103 cleaning process was completed, ammonia gas was introduced into the load rotor chamber and ultraviolet rays were irradiated, as shown in the reaction equation below. Hydrogen ions are generated and G
It has been discovered that the oxide film on the surface of an aAs wafer can be reduced and removed.

[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について更に
詳細に説明する。
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

第1図は本発明のドライ洗浄手段を有する気相反応装置
の縦断面図であり、第2図は別の気相反応装置の一例を
示す斜視図であり、第3図はその蓋部分の底面図である
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gas phase reactor having a dry cleaning means of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of another gas phase reactor, and FIG. 3 is a lid portion thereof. It is a bottom view.

第1図に示されるように、気相反応装置(例えば、プラ
ズマCVDまたはプラズマエツチング装置)1は反応室
10と、この反応室ヘウエハをロードするための密閉可
能なロードロック室20とを有する。
As shown in FIG. 1, a gas phase reactor (e.g., plasma CVD or plasma etching apparatus) 1 has a reaction chamber 10 and a sealable load lock chamber 20 for loading wafers into the reaction chamber.

反応室10の内部には、例えば、ウェハ3を乗せるため
の試料台12と、これと対峙するプラズマ電極14とが
配設されている。また、反応室の下部には排気ダクト1
6が設けられている。説明するまでもなく、反応室内部
の構成は各気相反応装置により異なる。
Inside the reaction chamber 10, for example, a sample stage 12 on which the wafer 3 is placed and a plasma electrode 14 facing the sample stage 12 are arranged. In addition, there is an exhaust duct 1 at the bottom of the reaction chamber.
6 is provided. Needless to say, the internal configuration of the reaction chamber differs depending on each gas phase reactor.

反応室10とロードロック室20とは開閉可能なゲート
18で隔てられている。ロードロック室20の内部には
ウェハ3を反応室内へ搬入するための進退可能なウェハ
キャリア手段22が配設されている。
The reaction chamber 10 and the load lock chamber 20 are separated by a gate 18 that can be opened and closed. Inside the load lock chamber 20, a wafer carrier means 22 that can move forward and backward for carrying the wafer 3 into the reaction chamber is provided.

ロードロツタ室20の適当な箇所に02ガスおよびアン
モニアガス供給手段30が配設されている。02および
アンモニアガス供給量は弁32で調節できる。供給手段
30は図示されていないアンモニアガス供給源および0
2ガス供給源に接続されている。
02 gas and ammonia gas supply means 30 are arranged at appropriate locations in the load rotor chamber 20. 02 and ammonia gas supply amount can be adjusted with a valve 32. The supply means 30 includes an ammonia gas supply source (not shown) and an ammonia gas supply source (not shown).
2 connected to a gas supply source.

また、ロードロック室20には排気ダクト24が配設さ
れている。これはロードロツタ室内の空気を排気し、高
酸素雰囲気を形成したり、ガス置換および不活性雰囲気
を形成するために7髪である。空気中の酸素に紫外線を
照射するよりも、純酸素雰囲気下で紫外線を照射したほ
うがオゾンの生成効率を高めることができる。
Further, an exhaust duct 24 is provided in the load lock chamber 20. This is done to evacuate the air in the load rotor chamber and create a high oxygen atmosphere, or to replace the gas and create an inert atmosphere. Ozone production efficiency can be increased by irradiating ultraviolet rays in a pure oxygen atmosphere than by irradiating oxygen in the air with ultraviolet rays.

反応室10内ヘウエハ3を搬入するためにウェハキャリ
ア手段22がウェハを保持した状態で待機される位置の
、ロードロック室天井部に紫外線照射装置40が配設さ
れている。紫外線照射装置40は天井部の他に床面部に
も配設することができる。ウェハの裏面も清浄化する必
要がある場合に有効である。
An ultraviolet irradiation device 40 is disposed on the ceiling of the load lock chamber at a position where the wafer carrier means 22 waits while holding the wafer in order to carry the wafer 3 into the reaction chamber 10 . The ultraviolet irradiation device 40 can be installed not only on the ceiling but also on the floor. This is effective when the back side of the wafer also needs to be cleaned.

紫外線照射装置40は例えば、波長253.701以下
の紫外線を照射する光源である。紫外線光源としては例
えば、カーボンアーク灯、キセノンランプ、水銀灯また
はエキシマレーザ−等を使用できる。取扱の簡便性の点
から水銀灯が好ましい。
The ultraviolet ray irradiation device 40 is, for example, a light source that irradiates ultraviolet rays with a wavelength of 253.701 or less. As the ultraviolet light source, for example, a carbon arc lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, or an excimer laser can be used. A mercury lamp is preferred from the viewpoint of ease of handling.

253.7nm以下の波長の紫外線光源としては低圧水
銀灯が最も好ましい。
As the ultraviolet light source with a wavelength of 253.7 nm or less, a low-pressure mercury lamp is most preferable.

水銀灯の形状は本発明の必須要件ではない。楕円形9球
形、リング形またはU字形杖の管を使用できる。リング
形またはU字管タイプの光源は有効照射面積が広く、ウ
ェハに対し均一照射が可能で、効率的に、かつ、均一に
洗浄できるので好ましい。
The shape of the mercury lamp is not an essential requirement of the present invention. Oval, 9-spherical, ring-shaped or U-shaped cane tubes can be used. A ring-shaped or U-tube type light source is preferable because it has a wide effective irradiation area, can uniformly irradiate the wafer, and can clean the wafer efficiently and uniformly.

低圧水銀灯の管材として溶融石英管をパイプに使用する
と253.7nmの光の他に184.9nmの光を透過
する。高シリカガラスでは184.9nmの光は管材に
吸収され外部には透過してこない。
When a fused quartz tube is used as a tube material for a low-pressure mercury lamp, it transmits light of 184.9 nm in addition to light of 253.7 nm. In high silica glass, 184.9 nm light is absorbed by the tube material and does not pass through to the outside.

従って、溶融石英管の低圧水銀灯を使用することが好ま
しい。
Therefore, it is preferable to use a low pressure mercury lamp with a fused silica tube.

水銀灯の本数は本発明の必須要件ではない。少なくとも
一木以−L配設すればよい。ランプの出力も同様に本発
明の必須要件ではない。これらは、ロードロック室の寸
法、ウェハのサイズ等を考慮して当業者が容易に決定で
きる事項である。
The number of mercury lamps is not an essential requirement of the present invention. At least one tree or more should be provided. The output of the lamp is likewise not a requirement of the invention. These are matters that can be easily determined by those skilled in the art, taking into consideration the dimensions of the load lock chamber, the size of the wafer, and the like.

洗浄速度を最大にするためには、紫外線光源を出来るだ
けウェハに近づけて配置することが好ましい。特に限定
される訳ではないが、一般的な指標として、約数l1l
I11〜数CI+程度の範囲内の距離に光源とウェハを
配置することが好ましい。
To maximize cleaning speed, it is preferable to locate the ultraviolet light source as close to the wafer as possible. Although not particularly limited, as a general indicator, the divisor l1l
It is preferable to arrange the light source and the wafer at a distance within a range of about I11 to several CI+.

第1図に示されたようなロードロック室の天井部分に紫
外線光源を配設する装置例の代えて、第2図および第3
図に示されるように、ローダ側ロ−ドロック室20ヘウ
エハを搬入し、その開口部74を閉鎖するための、蓋部
材62の下面部にリング形低圧水銀灯42を配設した装
置も実施できる。水銀灯の形状はU字管あるいは球型で
もよい。
Instead of the example of the device in which the ultraviolet light source is installed on the ceiling of the load lock chamber as shown in FIG.
As shown in the figure, an apparatus may be implemented in which a ring-shaped low-pressure mercury lamp 42 is disposed on the lower surface of the lid member 62 for loading the wafer into the load-lock chamber 20 on the loader side and closing the opening 74 thereof. The shape of the mercury lamp may be a U-shaped tube or a sphere.

蓋の覗き窓66が覆われないリング型またはU字管形水
銀灯が好ましい。
A ring or U-tube mercury lamp is preferred, in which the viewing window 66 of the lid is not covered.

第2図に示された気相反応装置の概要を説明する。この
装置の詳細は特願昭61−055748号明細書に記載
されている。
The outline of the gas phase reactor shown in FIG. 2 will be explained. Details of this device are described in Japanese Patent Application No. 61-055748.

第2図に示された装置では、反応室10に対してローダ
側ロードロック室20およびアンローダ側ロードロック
室50がほぼ直交するようにL字形に配列されている。
In the apparatus shown in FIG. 2, the load-lock chamber 20 on the loader side and the load-lock chamber 50 on the unloader side are arranged in an L-shape so as to be substantially orthogonal to the reaction chamber 10.

各ロードロツタ室はゲートバルブ(図示されていない)
で反応室と隔てられている。
Each loader chamber has a gate valve (not shown)
It is separated from the reaction chamber by

ウェハカートリッジ(図示されていない)から供給され
たウェハは第1ウェハ搬送機構52のホッパーテーブル
54上に置かれ、ベルト駆動またはエアベアにより前進
されウェハトラック56に達する。第1ウエハ検出器5
8がウェハを検出すると、第1ウエハ移送アーム60が
ウェハを下側から真空吸着し、その状態のまま回転して
、第1蓋部62の下部に配設されたウェハ受は渡し爪6
4にウェハを移送し、該爪」二にウェハを載置する。
A wafer supplied from a wafer cartridge (not shown) is placed on a hopper table 54 of a first wafer transport mechanism 52, and is advanced by a belt drive or an air bearer to reach a wafer track 56. First wafer detector 5
8 detects a wafer, the first wafer transfer arm 60 vacuum-chucks the wafer from below, rotates in that state, and the wafer holder disposed at the bottom of the first lid part 62 transfers the wafer to the transfer claw 6.
4, and place the wafer on the claw 2.

第1蓋部62は覗き窓66を有する。第1蓋部62は第
1蓋開閉機構70の昇降可能アーム72に螺着または固
設されている。ウェハ受は渡し爪64にウェハが載置さ
れると、昇降可能アーム72は下降し、ローダ側ロード
ロック室20の上部に開けられた第1開ロ部74を経て
ロードロック室内に進入し、ウェハキャリア手段22に
ウェハを載置する。昇降可能アーム72は更に下降し、
第1蓋部62が第1開ロ部74を覆い、ロードロツタ室
20を密閉する。アンローダ側ロードロツタ室における
動きは人体、これと逆になる。
The first lid portion 62 has a viewing window 66 . The first lid portion 62 is screwed or fixed to an arm 72 that can be raised and lowered of the first lid opening/closing mechanism 70 . When the wafer is placed on the transfer claw 64 of the wafer receiver, the liftable arm 72 is lowered and enters the load lock chamber through the first opening 74 opened in the upper part of the load lock chamber 20 on the loader side. A wafer is placed on the wafer carrier means 22. The liftable arm 72 further descends,
The first lid part 62 covers the first opening part 74 and seals the load rotor chamber 20. The movement of the human body in the load rotor chamber on the unloader side is the opposite.

反応室の内部にはウェハ試料台12が配置されている。A wafer sample stage 12 is arranged inside the reaction chamber.

ウェハ試料台の周囲には試料台」―に置かれるウェハを
持ち」−げるためのウェハ受は爪76が配設されている
。ウェハ受は爪は使用されるウェハの[1径にあわせて
、交換可能に構成されている。図示されていないが、反
応室の」二部には、反応ガス送大ノズルおよび/または
平行平板電極などを備えたトップカバーが被せられ、反
応室を気密構造に密閉する。
A wafer support claw 76 is provided around the wafer sample stand for holding a wafer placed on the sample stand. The claws of the wafer holder are configured to be replaceable according to the diameter of the wafer being used. Although not shown, the second part of the reaction chamber is covered with a top cover equipped with a reaction gas feeding nozzle and/or parallel plate electrodes, and the reaction chamber is hermetically sealed.

次にウェハクリーニングの具体的動作について説明する
Next, the specific operation of wafer cleaning will be explained.

先ス、ローダ側ロードロツタ室にウェハを搬入し、ロー
ドロック室を密閉する。室内に残っている空気を排気す
る。所定の真空圧に達したら酸素ガス供給手段から酸素
ガスを室内に送入する。室内の酸素ガス濃度が所定の値
に達したら紫外線光源から紫外線を照射しオゾンを発生
させなからウェハクリーニングを実施する。
First, the wafer is loaded into the load lock chamber on the loader side, and the load lock chamber is sealed. Exhaust any air remaining in the room. When a predetermined vacuum pressure is reached, oxygen gas is fed into the room from the oxygen gas supply means. When the oxygen gas concentration in the room reaches a predetermined value, ultraviolet light is irradiated from the ultraviolet light source to perform wafer cleaning without generating ozone.

クリーニング終了後、室内の残留酸素ガスおよびオゾン
を排出し、代わりにアンモニアガスを導入する。アンモ
ニアガスの濃度が所定の値に達したら紫外線を照射し水
素イオンを発生させてGaAsウェハの表面に存在する
UV10a酸化物膜を還元除去する。
After cleaning is completed, residual oxygen gas and ozone in the room are exhausted, and ammonia gas is introduced in their place. When the concentration of ammonia gas reaches a predetermined value, ultraviolet rays are irradiated to generate hydrogen ions to reduce and remove the UV10a oxide film present on the surface of the GaAs wafer.

酸化物膜の除去が終了したら、室内に残留しているアン
モニアガス等を不活性ガス(例えばN2またはAr)で
置換する。その後、清浄化されたGaAsウェハを反応
室内へ搬入する。
After the removal of the oxide film is completed, the ammonia gas or the like remaining in the chamber is replaced with an inert gas (for example, N2 or Ar). Thereafter, the cleaned GaAs wafer is carried into the reaction chamber.

室内の酸素ガス濃度は20%〜100%に維持すること
が好ましい。クリーニング時間は使用光源の種類および
光源とウェハとの距離にもよるが、一般的には数十秒か
ら数分以内である。
It is preferable to maintain the oxygen gas concentration in the room between 20% and 100%. The cleaning time depends on the type of light source used and the distance between the light source and the wafer, but is generally within several tens of seconds to several minutes.

洗浄効果を確認するため下記の試験を行った。The following test was conducted to confirm the cleaning effect.

清浄なGaAsウェハの表面に指を押し付けて皮脂を付
着させた。このウェハを第2図に示されるような気相反
応装置のローダ側ロードロック室に入れ、ウェハキャリ
ア手段に保持させた。蓋を密閉し、紫外線光源とウェハ
との距離を5+nmに設定した。室内の酸素ガス濃度を
100%にした後、紫外線を照射した。清浄の判定は、
ウェハ表面にスチームを吹き付け、スチームの凝縮時に
均一で、蒸発時に不均一な虹状の干渉シマが発生するよ
うになるまでの時間を測定することにより行った。
A finger was pressed onto the surface of a clean GaAs wafer to deposit sebum. This wafer was placed in a load lock chamber on the loader side of a gas phase reactor as shown in FIG. 2, and held by wafer carrier means. The lid was sealed and the distance between the UV light source and the wafer was set at 5+nm. After the oxygen gas concentration in the room was set to 100%, ultraviolet rays were irradiated. Judgment of cleanliness is
This was done by blowing steam onto the wafer surface and measuring the time until rainbow-like interference fringes appeared, which were uniform when the steam condensed and non-uniform when it evaporated.

比較のために波長253.7nmの紫外線とオゾンでク
リーニングした場合、紫外線のみを照射してクリーニン
グした場合およびオゾンのみでクリーニングした場合に
ついても測定した。結果を下記の表1に要約して示す。
For comparison, measurements were also made for cleaning with ultraviolet rays with a wavelength of 253.7 nm and ozone, cleaning with ultraviolet rays alone, and cleaning with ozone alone. The results are summarized in Table 1 below.

K上 これらの結果から明らかなように、極短波長の光(18
4,9n■)と酸素との反応によるオゾン発生と短波長
の光(253,7nm)による化学結合解離効果とを組
合わせることにより極めて短時間内にウェハを清浄化で
きることが理解される。
As is clear from these results, extremely short wavelength light (18
It is understood that the wafer can be cleaned within an extremely short period of time by combining the ozone generation caused by the reaction of 4,9n■) with oxygen and the chemical bond dissociation effect of short wavelength light (253,7nm).

洗浄条件(1)のGaAsウェハの表面を分析したとこ
ろ、約100人〜約200人の厚さの酸化膜が発生して
いた。これをロードロック室に戻し、アンモニアガスを
導入し、ガス濃度が100%に達した時点で184.9
nmと253.7nmの波長の紫外線を照射した。照射
時間は約60秒であった。照射終了後、ウェハの表面を
再び分析した。その結果、酸化物膜の厚さは半分に減少
していることが確認された。
When the surface of the GaAs wafer under cleaning condition (1) was analyzed, an oxide film having a thickness of about 100 to about 200 mm had been formed. This was returned to the load lock chamber, and ammonia gas was introduced, and when the gas concentration reached 100%, it became 184.9
Ultraviolet light with wavelengths of 253.7 nm and 253.7 nm was irradiated. The irradiation time was approximately 60 seconds. After the irradiation was completed, the surface of the wafer was analyzed again. As a result, it was confirmed that the thickness of the oxide film was reduced by half.

本発明によるドライ洗浄手段によれば、ウェハまたは半
導体素子等に付着する恐れのある、取扱者の皮脂、空気
中に放置されていた時の吸着物や酸化物、真空蒸着した
カーボンの薄膜、力°ツティングオイル、真空ポンプや
拡散ポンプのオイル。
According to the dry cleaning means of the present invention, the sebum of the handler, adsorbed substances and oxides when left in the air, thin films of vacuum-deposited carbon, and other substances that may adhere to wafers or semiconductor devices, etc. °Tuning oil, vacuum pump and diffusion pump oil.

酸性のハンダフラックス、ハンダのロジンフラックス、
シリコーン真空グリース、研磨液、ミツロウとロジンの
混合物等の汚れを除去するのに特に適している。
acidic solder flux, solder rosin flux,
Particularly suitable for removing stains such as silicone vacuum grease, polishing fluids, beeswax and rosin mixtures, etc.

本発明によるドライ洗浄手段はそれだけでも充分な洗浄
効果をもたらすが、従来のウェット洗浄を前洗浄として
併用することもできる。ウェット前洗浄を行うと、紫外
線とオゾンの酸化分解作用によっても揮発性生成物とな
らない塵埃や塩類などの汚れを予め除去することができ
、更に、紫外線の作用により架橋を生じ、耐紫外線性の
被膜となるような厚い膜を予め除去することができる。
Although the dry cleaning means of the present invention provides a sufficient cleaning effect by itself, conventional wet cleaning can also be used in combination as a pre-cleaning. By performing wet pre-cleaning, it is possible to remove in advance dirt such as dust and salts that do not become volatile products due to the oxidative decomposition effects of ultraviolet rays and ozone.Furthermore, crosslinking occurs due to the action of ultraviolet rays, resulting in UV-resistant A thick film that becomes a coating can be removed in advance.

その結果、本発明によるドライ洗浄効果を一層詩めるこ
とが可能となる。
As a result, it becomes possible to further enhance the dry cleaning effect of the present invention.

本発明の紫外線とオゾンによるドライ洗浄手段は様々な
気相反応装置について使用できる。例えば、常圧、減圧
、プラズマおよび光CVD薄膜形成装置、ドライエツチ
ング装置、エピタキシャル成長装置、PVDによる金属
膜被着装置、酸化・拡散装置等の半導体製造装置につい
て使用できる。
The ultraviolet and ozone dry cleaning means of the present invention can be used with a variety of gas phase reactors. For example, it can be used in semiconductor manufacturing equipment such as normal pressure, reduced pressure, plasma and photo CVD thin film forming equipment, dry etching equipment, epitaxial growth equipment, PVD metal film deposition equipment, oxidation/diffusion equipment, and the like.

その他、反応室にロードロック室が接続されているよう
な全ての装置についても使用できる。
In addition, it can also be used for all devices in which a load lock chamber is connected to a reaction chamber.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の紫外線とオゾンによるド
ライ洗浄手段を有する気相反応装置は、ウェハを反応室
へ搬入するための待機時間中に洗浄処理するので製造工
程全体のスループットを向上させることができる。
[Effects of the Invention] As explained above, the gas phase reaction apparatus of the present invention having a dry cleaning means using ultraviolet rays and ozone performs the cleaning process during the waiting time for carrying the wafer into the reaction chamber, so that the entire manufacturing process can be simplified. Throughput can be improved.

GaAs系ウェハをUV10Jクリーニングした際に発
生する酸化物膜は、アンモニアガスに紫外線を照射する
ことにより生成される水素イオンで還元され、除去する
ことができる。従って、酸化物膜の存在による密着性の
低下やクラック発生などの不都合な事態が起こることは
効果的に防止あるいは抑制される。
The oxide film generated when a GaAs-based wafer is cleaned by UV10J can be removed by being reduced by hydrogen ions generated by irradiating ammonia gas with ultraviolet rays. Therefore, the occurrence of inconvenient situations such as a decrease in adhesion and the occurrence of cracks due to the presence of the oxide film is effectively prevented or suppressed.

本発明のドライ洗浄手段は紫外線光源と酸素ガス/アン
モニアガス送大ノズルからなるので、従来のウェット洗
浄装置に比べて、装置構成は極めてシンプルであり、据
付スペースも極僅かしか必要としない。
Since the dry cleaning means of the present invention comprises an ultraviolet light source and a large oxygen gas/ammonia gas delivery nozzle, the device configuration is extremely simple compared to conventional wet cleaning equipment, and requires very little installation space.

しかも、広範囲の有機質汚れに対し高い洗浄効率を有し
、常温、常圧で操作できるので取扱は極めて簡便で、運
転コストも安価である。更に、洗浄時間も極めて短く、
高度の洗浄面が得られる。
Furthermore, it has high cleaning efficiency for a wide range of organic stains, and can be operated at room temperature and pressure, making it extremely easy to handle and inexpensive to operate. Furthermore, the cleaning time is extremely short.
A highly cleaned surface can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明のドライ洗浄手段を有する気相反応装置
の縦断面図であり、第2図は別の気相反応装置の一例を
示す斜視図であり、第3図はその蓋部分の底面図である
。 1・・・気相反応装置、3・・・ウェハ、10・・・反
応室。 12・・・試料台、14・・・電極、16・・・排気ダ
クト。 18・・・ゲート、20・・・ローダ側ロードロツタ室
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a gas phase reactor having a dry cleaning means of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of another gas phase reactor, and FIG. 3 is a lid portion thereof. It is a bottom view. 1... Gas phase reaction device, 3... Wafer, 10... Reaction chamber. 12... Sample stand, 14... Electrode, 16... Exhaust duct. 18...Gate, 20...Loader side load rotor chamber.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも気相反応装置の反応室へGaAs系ウ
ェハをロードするためのロードロック室が反応室に接続
されている気相反応装置において、前記ロードロック室
に紫外線照射装置と酸素ガスおよびアンモニアガス供給
装置とが配設されていることを特徴とする気相反応装置
(1) In a gas phase reactor in which at least a load lock chamber for loading a GaAs wafer into the reaction chamber of the gas phase reactor is connected to the reaction chamber, the load lock chamber includes an ultraviolet irradiation device and an oxygen gas and ammonia irradiation device. 1. A gas phase reaction device, characterized in that it is equipped with a gas supply device.
(2)紫外線照射装置は240nm以下の波長を有する
紫外線および/または253.7nm以下の波長を有す
る紫外線を照射する光源からなる特許請求の範囲第1項
に記載の気相反応装置。
(2) The gas phase reaction device according to claim 1, wherein the ultraviolet irradiation device comprises a light source that irradiates ultraviolet rays with a wavelength of 240 nm or less and/or ultraviolet rays with a wavelength of 253.7 nm or less.
(3)紫外線光源はカーボンアーク灯、キセノンランプ
、水銀灯またはエキシマレーザーである特許請求の範囲
第2項に記載の気相反応装置。
(3) The gas phase reactor according to claim 2, wherein the ultraviolet light source is a carbon arc lamp, a xenon lamp, a mercury lamp, or an excimer laser.
(4)水銀灯は低圧水銀灯である特許請求の範囲第3項
に記載の気相反応装置。
(4) The gas phase reaction device according to claim 3, wherein the mercury lamp is a low-pressure mercury lamp.
(5)ローダ側ロードロック室のウェハ搬入待機位置付
近に紫外線照射装置が配設されている特許請求の範囲第
1項から第4項までの何れかに記載の気相反応装置。
(5) The gas phase reaction apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein an ultraviolet irradiation device is disposed near the wafer loading standby position in the load lock chamber on the loader side.
(6)プラズマCVDまたはプラズマエッチング装置で
ある特許請求の範囲第1項から第5項までの何れかに記
載の気相反応装置。
(6) The gas phase reaction apparatus according to any one of claims 1 to 5, which is a plasma CVD or plasma etching apparatus.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03147322A (en) * 1989-11-01 1991-06-24 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH05343336A (en) * 1992-06-09 1993-12-24 Handotai Process Kenkyusho:Kk Semiconductor production unit and manufacture of semiconductor device
KR100871451B1 (en) * 2007-07-03 2008-12-03 세메스 주식회사 Substrate cleaning apparatus using laser
JP2016044347A (en) * 2014-08-26 2016-04-04 株式会社東芝 Film deposition apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03147322A (en) * 1989-11-01 1991-06-24 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPH05343336A (en) * 1992-06-09 1993-12-24 Handotai Process Kenkyusho:Kk Semiconductor production unit and manufacture of semiconductor device
KR100871451B1 (en) * 2007-07-03 2008-12-03 세메스 주식회사 Substrate cleaning apparatus using laser
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